Indices Fisicos dos Solos

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Índices Físicos dos Solos 
 
Mecânica dos Solos I - Profa Mirtes C. P. Ramires 
 
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ÍNDICES FÍSICOS DOS SOLOS 
 
Grandezas que expressam proporções entre pesos e volumes 
em que ocorrem as três fases na estrutura do solo: sólida, 
líquida e gasosa. 
 
 
 
 
s: sólidos 
w: água 
a: ar 
 
 
 
 
 
 
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Mecânica dos Solos I - Profa Mirtes C. P. Ramires 
 
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RELAÇÕES ENTRE FASES 
 
Va Ar Wa 
Vv 
 
 
Vw 
 
 
Água 
 
 
Ww 
 
 
 
 
V 
 
 
Vs 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sólidos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ws 
 
 
 
 
 
 
W 
 
 
 
 
 
 
 Volumes Pesos 
 
 
Volumes 
V : volume total V = Vs + Vw + Va = Vs + Vv 
Vs : volume dos sólidos 
Vw : volume de água 
Va : volume de ar 
Vv : volume de vazios Vv = Vw + Va 
 
 
Pesos 
W : peso total W = Ws + Ww + Wa = Ws + Ww 
Ws : peso dos sólidos 
Ww : peso de água 
Wa : peso de ar Wa ~ 0 
 
 
 
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Índice físico Símbolo Unidade Definição 
Peso específico 
aparente úmido 
γ = γt = γnat kN/m3 W/V 
Peso específico 
aparente seco 
γd kN/m3 Ws/V 
Peso específico real 
dos grãos 
γs kN/m3 Ws/Vs 
Densidade real dos 
grãos 
G - γs/γw 
Peso específico 
submerso 
γsub kN/m3 γ - γw 
Teor de umidade ω % Ww/Ws 
Índice de vazios e - Vv/Vs 
Porosidade η % Vv/V 
Grau de saturação S % Vw/Vv 
 
Observações: 
1) Solo não saturado → 0% < S < 100% → Vv = Vw + Va → γ=γnat 
 Solo saturado → S = 100% → Vv = Vw → γ=γsat 
 
2) Peso específico da água: γw = Ww/Vw 
 γw (4 oC) = 10 kN/m3 
 
 
ALGUMAS RELAÇÕES ENTRE ÍNDICES FÍSICOS 
γd = γ/(1 + ω) e = (γs/γd) – 1 
η = e/(1 + e) S = (G ω)/e 
e = η/(1 - η) γd = γs (1 - η) 
γsat = (1 - η) γs + η S γw 
 
 
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IMPORTÂNCIA DOS ÍNDICES FÍSICOS 
. caracterização de amostras de solo para ensaios de 
 laboratório; 
. verificação do grau de compactação de aterros; 
. cálculo de tensões no solo. 
 
TODOS OS ÍNDICES FÍSICOS PODEM SER CALCULADOS 
A PARTIR DE: 
. peso total de uma amostra (W) 
. volume total de uma amostra (V) ⇒ determinados 
. teor de umidade do solo (ω) experimentalmente 
. peso específico real dos grãos (γs) 
 
 
VALORES TÍPICOS: 
Solo γd (kN/m3) 
areias / pedregulhos 15 – 23 
siltes / argilas 6 – 18 
turfas 1 – 3 
siltes / argilas orgânicas 5 – 15 
 
Densidade real dos grãos → função da mineralogia 
Mineral G 
quartzo 2,65 
feldspato 2,54 – 2,76 
muscovita 2,70 – 3,10 
biotita 2,80 – 3,20 
caulinita 2,64 
ilita 2,60 – 2,86 
montmorilonita 2,75 – 2,78